热交换器的种类
在热泵换热器的型号名称中,第一个指标决定了供热系统外回路的布置方式,第二个指标——内回路的装置。
《水——水》
在这种类型的热交换器中,热量来自水体(井、河流、湖泊等)、太阳能或其他物体。在主回路中,冷却剂循环 - 水或其他液体。通过安装泵产生压力来进行循环。
回路可以关闭或打开,选择哪个选项取决于冷却液的类型。在热泵的内部回路中,氟利昂循环,从外部回路接收能量,蒸发,进入冷凝器,在那里它将接收到的热量传递给消费者的冷却剂。
“水-空气”
在这种类型的热交换器中,液体(水或其他能量载体)在外循环中收集的能量进入热泵热交换器,并在此处被转移到室内空气中。
“空气——空气”

在这种类型的热交换器中,外部回路位于建筑物的外部,它是这种泵设计中的蒸发器。来自外部空气的热量加热制冷剂,从而蒸发。此外,通过压缩机,它被压缩并进入位于建筑物内部的室内单元 - 冷凝器。冷凝器向其所在房间内的空气散发热量,制冷剂再次进入蒸发器。
“空气-水”

在这种类型的热交换器中,热能是从外部空气中获取的。空气进入压缩机,在压力作用下温度升高,然后进入热交换器。在热交换器中,供应的空气被冷凝,能量被转移到消费者供暖系统的能量载体上。
“地——水”

这种类型的热交换器基于获取地球的能量并将其传递给消费者。盐水(防冻剂)在位于冰点以下的封闭外部回路中循环。通过安装泵进行循环。盐水进入热泵冷凝器,将接收到的能量传递给制冷剂,制冷剂又通过泵热交换器中的冷凝将其传递到消费者的供暖系统。
“地球-空气”

在这种类型的热交换器中,在位于地表之下的外部回路中循环的盐水接收的热能被传递到热交换器室中的室内空气。
如何用自己的双手用旧冰箱制作热泵
在继续制造热泵之前,有必要选择热源并解决装置运行方案的问题。除了压缩机,您还需要其他设备,以及工具。图表和图纸的实施。要安装热泵,您需要打井,因为能源必须在地下。井的深度应使地球的温度至少为 5 度。为此目的,任何容器也是合适的。
热泵的设计是类似的,所以不管是什么热源,几乎可以使用网上找到的任何方案。选择方案时,必须完成图纸并在其中注明节点的尺寸和连接点。

由于计算装置的功率相当困难,您可以使用平均值。例如,热量损失低的住宅需要每平方米功率为 25 瓦的供暖系统。仪表。对于绝缘良好的建筑物,此值为每平方米 45 瓦。仪表。如果房屋有足够高的热损失,安装功率应至少为每平方米 70 W。仪表。
选择所需的详细信息。如果从冰箱中取出的压缩机坏了,那么最好购买一台新的。不建议维修旧压缩机,因为将来可能会对热泵的运行产生不利影响。
制造该设备还需要一个恒温阀和 30 厘米 L 型支架。
此外,您还需要购买以下部件:
- 容积为120升的密封不锈钢容器;
- 容量为 90 升的塑料容器;
- 三根不同直径的铜管;
- 塑料管。
要处理金属零件,您需要一台焊接机和一台磨床。
组装机组并安装热泵
首先,您应该使用支架将压缩机安装在墙上。下一步是使用电容器。不锈钢水箱必须使用研磨机分成两部分。铜线圈安装在其中一个半部中,然后必须将容器焊接并在其中制造螺纹孔。

要制作热交换器,您需要将铜管缠绕在不锈钢容器周围,并用导轨固定匝的末端。将管道过渡附加到结论中。
还需要将线圈连接到塑料罐 - 它将充当蒸发器。然后用支架将其固定在墙壁部分。
节点工作完成后,您需要选择恒温阀。设计应组装并填充氟利昂系统(R-22 或 R-422 品牌适用于此目的)。

连接进气装置。设备的类型和连接的细微差别取决于方案:
- “水土”。集热器应安装在地面霜线以下。管道必须处于同一水平。
- “水气”。这样的系统更容易安装,因为不需要钻井。收集器安装在房子附近的任何地方。
- “水水”。收集器由金属塑料管制成,然后放置在水库中。
您还可以安装组合供暖系统来为您的家供暖。在这样的系统中,热泵与电锅炉同时工作,并用作额外的加热源。

很有可能自己组装一个热泵来为房子供暖。与购买现成的安装不同,这不会需要大量的财务成本,结果肯定会让人满意。
工作原理
我们周围的所有空间都是能量——你只需要知道如何使用它。对于热泵,环境温度必须高于 1C°。在这里应该说,即使是冬天下雪或某些深度的地球也能保持热量。地热或任何其他热泵的工作是基于使用热载体将热量从其来源传输到房屋的加热回路。
设备分操作方案:
- 热载体(水、土壤、空气)填充土壤下方的管道并将其加热;
- 然后将冷却剂输送到热交换器(蒸发器),随后将热量传递到内部回路;
- 外部回路包含制冷剂,一种在低压下具有低沸点的液体。例如氟利昂、水与酒精、乙二醇的混合物。在蒸发器内部,这种物质被加热并变成气体;
- 气态制冷剂被送入压缩机,在高压下被压缩并被加热;
- 热气进入冷凝器,在那里它的热能被转移到房屋供暖系统的热载体上;
- 循环以制冷剂转化为液体而结束,并且由于热量损失,它返回到系统中。
同样的原理也用于冰箱,因此家用热泵可以用作空调来冷却房间。简单地说,热泵是一种具有相反效果的冰箱:产生热量而不是冷。
气水泵工作原理
如前所述,此类装置的主要热能来源是大气。气泵运行的根本基础是液体在从液态到气态的相变过程中吸收和释放热量的物理特性,反之亦然。作为状态变化的结果,温度被释放。该系统的工作原理与冰箱相反。
为了有效利用液体的这些特性,低沸点制冷剂(氟利昂、氟利昂)在闭合回路中循环,其设计包括:
- 带电驱动的压缩机;
- 风扇式蒸发器;
- 节流(膨胀)阀;
- 板式换热器;
- 连接电路主要元件的铜或金属塑料循环管。
由于压缩机产生的压力,制冷剂沿回路移动。为了减少热损失,管道上覆盖有人造橡胶或聚乙烯泡沫的隔热层,并带有保护性金属化涂层。作为制冷剂,使用氟利昂或氟利昂,可在负温下沸腾,至-40℃也不会结冰。
整个工作过程由以下连续循环组成:
- 蒸发器散热器包含比外部空气更冷的液态制冷剂。在主动散热器吹气期间,来自低势空气的热能被转移到氟利昂,氟利昂沸腾并变成气态。与此同时,它的温度也在上升。
- 加热后的气体进入压缩机,在压缩过程中温度更高。
- 在压缩和加热状态下,制冷剂蒸汽被送入板式热交换器,加热系统的热载体在此循环通过第二回路。由于冷却剂的温度远低于加热气体的温度,氟利昂在热交换器板上积极冷凝,将热量散发给加热系统。
- 冷却后的汽液混合物进入节流阀,节流阀只允许冷却的低压液态制冷剂通过蒸发器。然后重复整个循环。
为了提高管子的传热效率,在蒸发器上缠绕有螺旋翅片。供热系统的计算、循环泵等设备的选择必须考虑安装的板式换热器的水力阻力和传热系数。
系统设备及其操作的视频概述
变频热泵
作为安装的一部分,逆变器的存在允许设备平稳启动并根据室外温度自动调节模式。这通过以下方式最大限度地提高热泵的效率:
- 效率达到95-98%;
- 将能耗降低 20-25%;
- 最小化电网负载;
- 增加设备的使用寿命。
因此,无论天气如何变化,室内温度都稳定地保持在同一水平。同时,配备自动控制单元的逆变器不仅可以在冬季提供供暖,还可以在夏季炎热天气提供冷空气。
同时,应该考虑到额外设备的存在总是会增加其成本和增加投资回收期。
用于家庭取暖的热泵类型
有压缩和吸收热泵。第一种安装是最常见的,这种热泵可以使用现成的压缩机从冰箱或旧空调组装而成。
您还需要膨胀机、蒸发器、冷凝器。对于吸收装置的运行,需要吸收性氟利昂。
热泵通常由空调和冰箱单元组装而成。这样的工艺品设计简单、有效,如果师傅有这方面的技能,几天就可以完成。
根据热源的类型,装置有空气、地热以及使用二次热(例如废水等)。在入口和出口回路中使用一种或两种不同的冷却剂,根据这一点,可以区分以下类型的设备:
- “空对空”;
- “水-水”;
- “水-空气”;
- “空气-水”;
- “地下水”;
- “冰水”。
一个系统只有在消耗的能量少于它提供的能量时才能有效。这种差异称为转换因子。这取决于许多因素,但最重要的是冷却液入口和出口回路的温度。差异越大,系统工作得越好。
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热源是来自街道的空气。这些装置连接到水加热系统。当室外空气温度高于-25度时,它们能够有效地工作。供暖系统水温可达63度
该设备旨在以牺牲水资源为代价为建筑物供暖。它安装在靠近天然水库的区域。这种类型的卧式热泵从水的底层获取能量,而立式热泵旨在从地下水和地下水中提取热量。
地热泵的专业安装是一项昂贵的服务,但成本可以通过较低的运营成本来偿还。安装的不同之处在于增加的可靠性和安全性。它们依赖于天气,设计用于连接低温供暖系统,包括地暖。
这些装置在产生热量的同时冻结水。通过将 100-200 升水变成冰,您可以获得足够的能量来为中型房屋供暖 1 小时。该系统需要太阳能集热器和装有大量清洁水的水箱。
空气对水热泵
几个热泵的框图
家用地热热泵
热泵“冰水”
没有可靠的公式来计算热泵的性能,因为他们的工作取决于许多因素。
不能指望自组装热装置与工业生产设备一样高效,但它足以创建一个经济的附加加热系统。
冰箱中自制加热器的类型
根据使用的能源类型,家用热泵分为以下几种:
- 地热(开放式和封闭式);
- 空气。
使用二次热源的装置通常安装在企业中,因为它们的运行周期与能源生产相关,这需要额外的利用。
在地热泵中,能源是土壤或地下水。闭路器件分为:
- 水平的。收集热量的集热器呈环形或锯齿形。它水平放置在深度超过1.3m的沟槽中,管道之间的距离约为1.5m。这种热泵用于加热小面积。如果土壤是沙质的,则等高线的长度增加 2 p.,因为它不能保持水分。
- 垂直的。集热器的集热器的垂直布置不同。井的深度约为 200 m。它们充满了地下水,随后会释放热量。如果不可能水平放置或存在对景观造成破坏的高威胁,则使用此版本的系统。 1 m 的井提供 50-60 W 的能量,因此对于功率为 10 kW 的泵,钻 170 m 就足够了。为了获得更多热量,您需要在距离 20 m 的地方打几个小井彼此。
- 水。集热器的形状与卧式热泵相同,但它位于水库底部,低于冰点(深度 - 2 m 起)。这种系统安装方法通常比较便宜。成本取决于水库的位置、深度和水的总量。
在开式泵中,用于热交换的水被排放回地下。
水热泵回路由塑料管制成,以每 1 m 长度 5 kg 的速度压到水库底部。每天下午 1 点电路提供约 30 kW 的能量。如果您需要一个功率为10 kW的系统,那么电路的长度至少应为300 m。该设计的优点包括安装方便、成本低。缺点是不可能在严重霜冻的情况下加热房间,因为没有接收到能量。
顾名思义,在空气源热泵中,能源是空气。这些装置适用于气候炎热的地区,因为在零下温度下性能将大大降低。主要优点是不存在用于钻井的大量材料成本。该系统离家很近。
泵的效率取决于其转换因子,即输入能量与输出能量之差。影响该值的主要因素是入口和出口回路的温度。如果这些参数之间的差异很大,系统会更好地工作。
泵的类型
热泵的种类繁多,但都是基于将热能分离并传递而获得热或冷的原理。只有一个 Frenette TN 不同。使用水力发电机获得热能的空化方法是热泵的一种。
用于加热建筑物的热能是热泵进行能量转换的结果。而且,它们在不燃烧燃料的情况下接收热量,而是通过冷却外部环境并在房间内释放热能,即在这种情况下,遵守能量守恒定律:从外部环境中吸收了多少热能,相同的量在建筑物内释放。这些家用设备中的大多数使用太阳的热量,这些热量积累在地球、水或空气的表面。

因此,根据一次回路的类型,所有的结构都可以分为空气、地面和水。
根据回路中冷却剂的类型(W-水,G-土壤),泵可分为八种类型:
- B-B;
- G-V;
- G——空气;
- 空气-B;
- 空气对空气;
- 对着空气;
- 制冷剂-B;
- 冷却剂是空气。
它们还可以利用排风的热量,加热送风,也就是说,它们可以在回收模式下运行。
空对空
热泵的工作原理与在制热模式下使用的空调相似,但有一点不同。热泵设置为加热,空调设置为降低房间温度。
B-B装置的工作原理如下:空气即使在低温下也具有一定的能量。只有在绝对为零时才没有热能。大多数热泵能够在 -15 °C 的温度下接收热量。目前,一些制造商生产的站台将热量提取保持在-30°C。热量通过氟利昂的蒸发而被吸收,氟利昂在内部回路中循环。为此目的,使用蒸发器,其中制冷剂从液态转化为气态。这会吸收热量。
位于 B-B 加热系统中的下一个模块是一个压缩机,它将氟利昂从气态变成液态。这会释放热量。 B-B 安装的效率直接取决于环境温度。它越低,工作站的生产率就越低。
空气变水
TN型 空气水是 最通用的模型。它在温暖的季节非常有效,但在寒冷的季节,性能会显着下降。易于安装是该系统的一个优点。合适的设备安装在任何地方。以气体或烟雾形式从房间中排出的热量可以重复使用。
水 HP 从地下水中获取热量,地下水通过蒸发器泵送。这种泵的特点是效率高且稳定性更高:效率是水的显着热传递的结果。
当然,要使用这种类型的装置,该地区的地下水必须有足够的数量。水的深度最好不超过 30 米。
水水
使用这样的系统,易蒸发的液体,例如氟利昂,在内部回路中循环。作为室内电路,可以有水管、寄存器或装满水的电池。
任何水量足够大的水库都可以作为外部轮廓。它可以是河流、湖泊或池塘。在这种情况下,冷却剂从外部回路吸收热量并将其提供给内部回路。

地热
作为热源,HP 使用地球储存的热能。这种泵被认为是最有效的,因为地面温度全年保持恒定。
这些系统分为水平和垂直。但是对于这种方法,水平管道需要相当大的面积,对于垂直系统,必须进行大量土方工程。

不同类型热泵的价格
热泵
家庭取暖用热泵,工作原理
热泵、冰箱和空调的运行基于卡诺循环。用于加热的热泵将热量从温度较低的区域传递到消费者,该参数的值应该较高。在这种情况下,它是从外面取出的,在那里积累,经过一些改造后进入房子。提高通过加热系统管道的冷却剂温度的是自然热量,而不是传统燃料燃烧过程中释放的能量。
事实上,泵的工作原理要复杂得多。因此,这类设备经常被比作制冷机组,只是反向工作。但是,尽管工程解决方案和设备主要部件的用途存在很大差异,但总体操作顺序是相同的。与传统的加热系统相比,组装在热泵上的电路在电路数量和操作细节上有所不同。
外部电路安装在私人住宅外。当表面被阳光或其他原因加热时,它被放置在热量积聚的地方。例如,可以从空气、土壤、水中获取能量。即使从井中,如果房子在岩石土壤上或管道安装有限制。因此,尽管加热是根据相同类型的方案组织的,但热泵有几种修改。
泵的工作原理
内部电路(不要与房子里的暖气混淆)在地理位置上位于单元本身。由于环境原因,在外部循环的冷却冷却剂部分升高了其温度。通过蒸发器,它将提取的能量传递给充满内部回路的制冷剂。后者,由于其特殊的性质,沸腾并变成气态。低压和高于 -5°C 的温度就足够了。也就是说,液体介质变成了气体。
进一步 - 压缩机,压力被人为增加,因此制冷剂被加热。正是在这个作为第二个热交换器的结构元件中,热能被传递到通过房屋供暖系统返回的液体(水或防冻剂)中。一个相当原始、高效和合理的加热方案。
热泵需要电力才能运行。但它仍然比仅使用电加热器更有利可图。因为电锅炉或电加热器消耗的电量与产生热量的电量完全相同。例如,如果加热器的功率为 2 kW,那么它每小时消耗 2 kW 并产生 2 kW 的热量。热泵产生的热量是消耗电力的 3-7 倍。例如,5.5 kWh 用于运行压缩机和泵,并获得 17 kWh 的热量。正是这种高效率是热泵的主要优点。
需要补充的是,盐溶液或乙二醇在外部回路中循环,而氟利昂通常在内部回路中循环。这种加热方案的组成包括许多附加装置。主要的是减压阀和过冷器。
优点和缺点
使用热泵的好处包括:
- 可以在没有天然气管道的偏远村庄应用。
- 仅用于泵本身运行的经济消耗电力。成本远低于使用电器进行空间供暖时的成本。热泵消耗的能量不比家用冰箱多。
- 能够使用柴油发电机和太阳能电池板作为能源。也就是说,一旦发生紧急停电,房子的供暖就不会停止。
- 系统的自主性,您无需添加水并控制工作。
- 安装环境友好。在泵的运行过程中,没有气体形成,也没有排放到大气中。
- 工作安全。系统不会过热。
- 多功能性。您可以安装用于加热和冷却的热泵。
- 操作的耐用性。压缩机需要每 15 到 20 年更换一次。
- 用于锅炉房的房屋的释放。此外,无需购买和储存固体燃料。
热泵的缺点:
- 安装费用昂贵,尽管它在五年内收回成本;
- 在北部地区,将需要使用额外的加热设备;
- 土壤装置虽然轻微,但违反了场地的生态系统:将土地用于花园或菜园是行不通的,它将是空的。
地热装置的生产
用自己的双手制作地热装置是很有可能的。同时,地球的热能被用来为住宅供暖。当然,这是一个费力的过程,但好处是显着的。
回路和泵热交换器的计算
HP 的电路面积按每千瓦 30 平方米计算。对于 100 平方米的居住空间,大约需要 8 千瓦/小时的能源。所以电路的面积将是 240 平方米。
热交换器可由铜管制成。进口温度60度,出口30度,热功率8千瓦/小时。热交换面积应为1.1平方米。铜管直径10毫米,安全系数1.2。
周长以米为单位:l \u003d 10 × 3.14 / 1000 \u003d 0.0314 m。
铜管数量(米):L = 1.1 × 1.2 / 0.0314 = 42 m。
必要的设备和材料
在许多方面,热泵制造的成功取决于承包商自己的准备程度和知识,以及安装热泵所需的一切的可用性和质量。
在开始工作之前,您需要购买设备和材料:
- 压缩机;
- 电容器;
- 控制器;
- 用于集热器组装的聚乙烯配件;
- 管道接地回路;
- 循环泵;
- 水管或 HDPE 管;
- 压力计、温度计;
- 直径10毫米的铜管;
- 管道绝缘;
- 密封套件。
如何组装热交换器
热交换块由两个组件组成。蒸发器必须按照“管中管”原则组装。内铜管内充满氟利昂或其他快速沸腾的液体。在外面循环来自井的水。
土壤等高线的排列
为了为土壤轮廓准备必要的区域,需要进行大量的土方工程,而这需要机械地进行。
您可以使用 2 种方法:
- 在第一种方法中,必须将表层土壤移至低于其冰点的深度。在所得坑的底部,用蛇铺设蒸发器外管的自由部分并重新耕种土壤。
- 在第二种方法中,您必须首先在整个规划区域内挖一条沟渠。里面放了一根管子。
然后您需要检查所有连接的密封性并用水填充管道。如果没有泄漏,您可以用泥土填充结构。
加油和首次启动
安装完成后,系统必须充满制冷剂。这项工作最好委托给专家,因为使用特殊装置将氟利昂填充到内部电路中。充装时,需要测量压缩机进出口的压力和温度。
加油后,您需要以最低速度打开两个循环泵,然后启动压缩机并使用温度计监控整个系统的运行情况。当线路预热时,结霜是可能的,但在系统完全预热后,结霜应该融化。
冰箱自制热泵:创作阶段
热泵是相当昂贵的设备。但是,如果您愿意,您可以用自己的双手从旧冰箱或空调中构建设备。制冷装置在其系统中具有泵所必需的两个部件——冷凝器和压缩机。
从冰箱组装热泵的步骤:
- 首先,组装电容器。它看起来像一个波浪元素。在冰箱中,它位于后面。
- 冷凝器必须放置在一个坚固的框架中,该框架可以很好地保持热量并耐受高温。在某些情况下,为了顺利安装电容器,必须切开容器。在安装结束时,容器被焊接。
- 下一步是安装压缩机。设备必须处于良好状态。
- 蒸发器的功能是由一个普通的塑料桶来完成的。
- 一切准备就绪后,您应该将元素固定在一起。热交换器通过 PVC 管连接到加热系统。

所以它原来是一个自制的热泵。氟利昂必须由专业人员泵送,因为这种液体不易使用。此外,对于它的注射,你必须有专门的设备。
冰箱可以充当散热器。您将需要制作两个通风口以确保其流通。一个分支接收冷空气,第二个 - 释放热空气。
特征
大多数热心的业主都希望节省私人住宅的供暖和供水。对于这样的目的,热泵是合适的。
很有可能用自己的双手构建它,同时节省资金 - 工厂设备非常昂贵。
属性和设备
该装置具有冷却剂沿其移动的外部和内部回路。标准器具的组件是热泵、进气装置和热分配装置。内部回路由市电压缩机、蒸发器、节流阀、冷凝器组成。该设备还使用了风扇、管道系统和地热探头。
热泵优势:
- 不排放任何有害物质,绝对环保;
- 购买和运送燃料不收取任何费用(电力仅用于移动氟利昂);
- 无需额外的通信;
- 绝对防火防爆;
- 冬季全暖气,夏季空调;
- 自建热泵是一种自主设计,需要最少的控制工作。
制造安装
该泵是根据以下算法制造的:
- 压缩机固定在墙上;
- 线圈由管道制成(要制造它,您需要将管道缠绕在合适形状的容器周围);
- 将水箱切成两半,将线圈放入其中并冲泡;
- 罐体上留有若干孔,盘管从这些孔中引出;
- 为了制造蒸发器,使用与罐体相同大小的塑料桶,将内部回路的管道引入其中;
- 安装了由 PVC 制成的管道(公寓内热水地板的接线图),用于输送热水;
- 不建议自己用氟利昂填充单元,最好将此操作委托给专家。

我国不同地区的工作成本可能有很大差异。此外,工作和泵的成本取决于其类型和供热系统。
- 在圣彼得堡,安装热泵,无论其类型如何,都将花费客户 35,000.00 卢布;
- 在城市莫斯科安装机构,无论热泵的类型如何,都准备好完成超过 45,000.00 卢布的交钥匙工程;
- 在克拉斯诺达尔,安装热泵的费用为 40,000.00 卢布。
- 如果我们谈论安装使用热泵的供暖系统,那么考虑到设备成本,一套工程的平均价格如下:
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A)地热家用热泵的安装:
- 功率 - 4-5 kW (50 - 100 m²) - 从 130,000.00 到 280,000.00 卢布;
- 功率 - 6-7 kW (80 - 120 m²) - 从 138,000.00 到 300,000.00 卢布;
- 功率 - 8-9 kW (100 - 160 m²) - 从 160,000.00 到 350,000.00 卢布;
- 功率 - 10-11 kW (130 - 200 m²) - 从 170,000.00 到 400,000.00 卢布;
- 功率 - 12-13 kW (150 - 230 m²) - 从 180,000.00 到 440,000.00 卢布;
- 功率 - 14-17 kW (180 - 300 m²) - 从 210,000.00 到 520,000.00 卢布。
B) 空气源热泵安装费用:
- 功率高达 6.0 kW (50 - 100 m²) - 从 110,000.00 到 215,000.00 卢布;
- 功率高达 9.0 kW (80 - 120 m²) - 从 115,000.00 到 220,000.00 卢布;
- 功率高达 12.0 kW (100 - 160 m²) - 从 120,000.00 到 225,000.00 卢布;
- 功率高达 14.0 kW (130 - 200 m²) - 从 127,000.00 到 245,000.00 卢布;
- 功率高达 16.0 kW (150 - 230 m²) - 从 130,000.00 到 250,000.00 卢布;
- 功率高达 18.0 kW (180 - 300 m²) - 从 135,000.00 到 255,000.00 卢布。


















































